Инженер использует механическое сопротивление, чтобы обнаружить повреждение красных кровяных клеток

Инженер использует механическое сопротивление, чтобы обнаружить повреждение красных кровяных клеток

По данным Национального фонда почек, более 37 миллионов человек живут с заболеваниями почек.

Почки играют важную роль в организме, от удаления отходов до фильтрации крови. Для людей с заболеванием почек , диализ может помочь организму выполнять эти важные функции, когда почки не работают на полную мощность.

Тем не менее, эритроциты иногда разрываются, когда кровь отправляется через неисправное оборудование, которое должно очищать кровь, такое как диализная установка. Это называется гемолизом. Гемолиз также может происходить во время работы крови, когда кровь слишком быстро забирается через иглу, что приводит к дефектам лабораторных образцов.

Не существует надежного индикатора того, что эритроциты повреждаются в клинических условиях, пока у человека не появятся такие симптомы, как лихорадка, слабость, головокружение или спутанность сознания.

Инженер-механик из Университета штата Делавэр Тайлер Ван Бурен и его коллеги из Принстонского университета разработали метод мониторинга повреждения крови в режиме реального времени.

«Наша цель состояла в том, чтобы найти метод, который мог бы обнаружить повреждение эритроцитов без необходимости лабораторного анализа образцов», – сказал Ван Бурен, доцент кафедры машиностроения с опытом в области гидродинамики.

Исследователи недавно сообщили о своей технике в журнале «Scientific Reports» , издании «Nature».

Обнаружение повреждения клеток крови

В организме эритроциты плавают в плазме вместе с лейкоцитами и тромбоцитами. Плазма обладает естественной проводимостью и эффективна при пропускании электрического заряда. Эритроциты переполнены гемоглобином, белком, транспортирующим кислород, который также является проводящим.

Этот гемоглобин, как правило, изолирован от организма с помощью клеточной оболочки. Но когда эритроциты разрываются, гемоглобин попадает в кровоток, в результате чего кровь становится более проводящей.

«Думайте о крови как о реке и о красных кровяных клетках, как о воздушных шарах в этой реке», – сказал Ван Бурен, присоединившийся к UD в 2019 году. «Если у вас есть электроны (отрицательно заряженные частицы), ожидающие пересечения реки, это труднее когда присутствует много водяных баллонов. Это потому, что резина изолирована, поэтому кровь будет менее проводящей. По мере разрушения водяных баллонов (или клеток крови) становится меньше барьеров, и кровь становится более проводящей, что делает ее электронам легче перемещаться с одной стороны на другую “.

При диализе кровь пациента удаляется из организма, очищается и затем возвращается в организм. Исследователи разработали простой эксперимент, чтобы увидеть, могут ли они измерить механическое сопротивление крови вне тела.

Чтобы проверить свою технику, исследователи распространили здоровую кровь через лабораторную систему и постепенно внедрили механически поврежденную кровь, чтобы увидеть, изменит ли это проводящую природу жидкости в системе.

Это сделал. Исследователи увидели прямую корреляцию между проводимостью жидкости в системе и количеством поврежденной крови, включенной в образец.

Хотя эта проблема поврежденной крови встречается очень редко, метод исследовательской группы действительно предлагает один потенциальный способ косвенного мониторинга повреждения крови в организме во время диализа. Исследователи предполагают, что если клиницисты смогли контролировать сопротивление крови пациента, поступающей в диализный аппарат и выходящей из него, и они увидели существенное изменение сопротивления или проводимости, то есть веские основания полагать, что кровь повреждается.

«Мы не врачи, мы инженеры-механики», – сказал Ван Бурен. «Этот метод требует гораздо большей проверки перед применением в клинических условиях».

Например, Ван Бурен сказал, что метод не обязательно будет работать в разных популяциях пациентов, потому что индивидуальная проводимость крови – это просто индивидуальность.

В будущем Ван Бурен сказал, что было бы интересно оценить, можно ли также использовать проводимость вместо лабораторного отбора проб для применений вне диализа. Например, это может быть полезно в исследованиях, направленных на понимание того, как клетки крови могут быть повреждены как внутри, так и снаружи тела , и возможных методов профилактики.

Ему также любопытно, можно ли использовать этот метод для оценки и идентификации скомпрометированных образцов крови на месте, что экономит время и деньги для больниц или диагностических лабораторий, одновременно устраняя необходимость для пациентов делать несколько поездок для взятия крови в случае возникновения проблемы ,

[block id="9"]
[block id="9"]

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Adblock
detector